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CAPÍTULO 4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 Adsorción de HDTMA Los datos de equilibrio de adsorción de HDTMA sobre la bentonita se muestran en la Figura 4.1, donde los datos exhiben el comportamiento asintótico típico de la isoterma de Langmuir. La concentración del HDTMA que se seleccionó para preparar la organobentonita fue de 40 mmol/L, mucho mayor que la concentración micelar crítica del HDTMA, lo que garantiza la formación de micelas del surfactante en solución. El tiempo de contacto entre la solución con surfactante y la bentonita fue de 7 días, para asegurar que se alcanzó el equilibrio de adsorción. La capacidad de adsorción máxima que se observó en este trabajo fue de q m = 2,500 mmol/kg y una K=515.71 L/mmol. Esta capacidad de adsorción es mucho mayor que la reportada por Jacobo [22], con una máxima capacidad de adsorción para una montmorillonita de 451 mmol de HDTMA/kg, tanto que para una zeolita natural tipo clinoptilolita Quiroz [23] obtuvo q m = 425.05 mmol/kg y una K=1.43 L/mol. 4.2 Caracterización 4.2.1 Composición química La Tabla 4.1 presenta los resultados del análisis químico del mineral, donde se puede observar un mayor porcentaje de Si y la presencia de otros compuestos como Ca, Al, Fe y Mg, los cuales son característicos de este tipo de material. La presencia de Mg y Al se debe a las sustituciones isomórficas de Mg por Al en las capas octaédricas y de Al por Si en las tetraédricas.

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CAPÍTULO 4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Adsorción de HDTMA

Los datos de equilibrio de adsorción de HDTMA sobre la bentonita se muestran en la

Figura 4.1, donde los datos exhiben el comportamiento asintótico típico de la isoterma

de Langmuir.

La concentración del HDTMA que se seleccionó para preparar la organobentonita fue de

40 mmol/L, mucho mayor que la concentración micelar crítica del HDTMA, lo que

garantiza la formación de micelas del surfactante en solución. El tiempo de contacto

entre la solución con surfactante y la bentonita fue de 7 días, para asegurar que se

alcanzó el equilibrio de adsorción. La capacidad de adsorción máxima que se observó

en este trabajo fue de qm= 2,500 mmol/kg y una K=515.71 L/mmol. Esta capacidad de

adsorción es mucho mayor que la reportada por Jacobo [22], con una máxima capacidad

de adsorción para una montmorillonita de 451 mmol de HDTMA/kg, tanto que para una

zeolita natural tipo clinoptilolita Quiroz [23] obtuvo qm= 425.05 mmol/kg y una K=1.43

L/mol.

4.2 Caracterización

4.2.1 Composición química

La Tabla 4.1 presenta los resultados del análisis químico del mineral, donde se puede

observar un mayor porcentaje de Si y la presencia de otros compuestos como Ca, Al, Fe

y Mg, los cuales son característicos de este tipo de material. La presencia de Mg y Al se

debe a las sustituciones isomórficas de Mg por Al en las capas octaédricas y de Al por Si

en las tetraédricas.

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Figura 4.1 Isoterma de adsorción de HDTMA en solución acuosa sobre bentonita

natural.

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Se considera que una bentonita es sódica o cálcica cuando alguno de estos elementos

predomina en la composición química. De acuerdo al análisis químico, la bentonita

usada en este estudio contiene 4.2 % de Na2O y 2.0 % de CaO, esto indica que es una

bentonita sódica y con una relación SiO2/Al2O3 de 3.95 lo que permite esperar una

mayor estabilidad tanto térmica como frente a los agentes ácidos. La composición

química de la bentonita es muy similar a la reportada por Jacobo [22].

Para una bentonita con una alta proporción de montmorillonita, el porcentaje en peso de

Na, K y Ca puede variar dependiendo del yacimiento y de la presencia de impurezas

tales como el cuarzo y feldespatos.

4.2.2 Difracción de rayos X

A continuación se muestra el difractograma de la bentonita natural (Figura 4.2),

generalmente la bentonita es una arcilla compuesta principalmente por montmorillonita,

presencia que es corroborada por el análisis de XRD. El pico correspondiente al espacio

basal de la bentonita se presentó a un ángulo 2θ de 6.9, mientras también se puede

observar la presencia de picos típicos del cuarzo como impureza.

4.2.3 Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

La capacidad de intercambio catiónico de la bentonita cálcica fue 195.89 meq/100g,

misma que se encuentra dentro del intervalo de valores reportado para bentonitas

naturales; que es el doble de la cantidad reportada por Jacobo [22] correspondiente a

97.2 meq/100g. Este dato nos indica la cantidad de sitios catiónicos con los que cuenta la

bentonita y que en parte pueden ser ocupados estructuralmente por el surfactante.

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Tabla 4.1 Composición química de la bentonita expresada como óxidos.

Componente (% peso)

SiO2 66.0

Al2O3 16.7

CaO 2.0

MgO 4.5

Na2O 4.2

K2O 1.6

Fe2O3 2.3

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Figura 4.2 Difractograma de la bentonita natural.

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4.2.4 Análisis por infrarrojo

La identificación de los grupos funcionales y magnitud de las fuerzas interatómicas

presentes en la bentonita y organobentonita se obtuvieron a partir de los datos de

espectroscopía de infrarrojo. En un espectro de infrarrojo (Figura 4.3) se observan los

picos característicos de los grupos funcionales ocasionados por estas vibraciones, donde

también se muestra que la bentonita es un material bastante puro, con bandas

características de montmorillonita a 3600 y 3400 cm-1, que corresponden al alargamiento

simétrico y asimétrico de C-H de alcano. Se observó que la intensidad de estas bandas

aumenta en la organobentonita debido a una mayor cantidad de enlaces C-H que forman

la cadena alquilo del HDTMA.

Han sido reportados espectros infrarrojos de montmorillonitas modificadas con

HDTMA, donde se muestran estas bandas características y en algunos casos se

observaron los enlaces entre las hojas tetraédricas (Si-O) de la bentonita, en esta misma

región pero con menor intensidad que los localizados en la organobentonita.

4.2.5 Microscopía electrónica de barrido

En la Figura 4.4 se muestra la microfotografía de la bentonita y se nota con claridad el

ámbito cristalino laminar, el cual es característico de los filosilicatos.

En la Figura 4.5 se pueden observar agregados muy compactados de partículas laminares

debido a la presencia del surfactante en la estructura de la organobentonita.

El análisis elemental de la superficie de las partículas de la bentonita y organobentonita

se realizó por espectrofotometría de fluorescencia de rayos X por energía dispersa

acoplada al microscopio electrónico de barrido. En la Figura 4.6 se muestra el

microanálisis elemental de la bentonita natural que reveló la presencia de O, Si, Al, Mg,

Fe, Cu y Na, compuestos que son característicos de este tipo de arcillas. Los picos de

mayor intensidad corresponden a los 3 primeros compuestos que son los principales

elementos de la estructura de la bentonita.

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Figura 4.3 Espectros de infrarrojo de la bentonita natural y la

bentonita modificada con HDTMA.

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Figura 4.4 Microfotografía de la superficie de la bentonita natural.

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Figura 4.5 Microfotografía de la superficie de la bentonita

modificada con HDTMA.

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En la Figura 4.7 se muestra el microanálisis elemental de la bentonita modificada con

HDTMA y fue clara la presencia de los mismos elementos que en el caso de la arcilla

natural.

4.2.6 Propiedades de textura

Las propiedades de textura de la bentonita y organobentonita se muestran en la

Tabla 4.2, donde se puede observar que el área superficial y el volumen de poro se

redujeron de 19.13 a 2.64 m2/g y 0.070 a 0.013 cm3/g respectivamente, cuando la

bentonita fue modificada con el surfactante, disminuciones que fueron reportadas de 50

a 2 m2/g para área superficial y 0.063 a 0.007 cm3/g para volumen de poro por Jacobo

[22].

Este resultado revela que las propiedades de textura de la bentonita fueron afectadas

significativamente por el surfactante adsorbido sobre la organobentonita; lo que sugiere

que los poros de la bentonita fueron ocupados por las moléculas de surfactante

intercaladas en el espacio interlaminar de la bentonita. El diámetro de los poros se

incrementó de 147.34 a 183.19 Å, considerando que las moléculas del surfactante

ocuparon los poros más pequeños en mayor proporción.

4.2.7 Análisis termogravimétrico

El agua de hidratación presente la bentonita y organobentonita, así como la presencia de

surfactante adsorbido sobre la superficie de la bentonita, se determinó mediante un

análisis termogravimétrico. Los análisis térmicos TGA y DTA fueron hechos utilizando

un equipo SDT 2960 simultaneo DSC-TGA. El intervalo abarcó desde la temperatura

ambiente hasta 600 °C y se utilizó alúmina como estándar, donde la velocidad de

calentamiento fue de 10 °C/min. Una vez calibrado el TGA se

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Figura 4.6 Microanálisis por EDAX de rayos X de la superficie

de una partícula de bentonita natural.

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Figura 4.7 Microanálisis por EDAX de rayos X de la superficie de una

partícula de bentonita modificada con HDTMA.

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Tabla 4.2 Resultados del análisis BET de área superficial, volumen de

poros y diámetro promedio de poros para la bentonita natural

y la bentonita modificada con HDTMA.

Muestra Área superficial

BET (m2/gr) Porosidad

Total (cm3/gr) Diámetro promedio

de poros (Å)

Bentonita

Bentonita modificada

con HDTMA

19.13

2.64

0.070

0.013

147.34

183.19

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pesó una muestra de bentonita y organobentonita y se colocó en una cápsula de sílica, y

ésta a su vez en la balanza que se encuentra dentro de la cámara del TGA.

En la Figura 4.8 se observan los resultados obtenidos del análisis termogravimétrico de

la bentonita natural, donde el pico de máxima velocidad de pérdida que se observa es a

una temperatura cercana a 90 °C que es cuando la muestra pierde el agua de hidratación.

Mientras que en el TGA de la bentonita modificada con HDTMA (Figura 4.9) se

mantiene la pérdida de agua presente en la estructura de la bentonita correspondiente a la

caída cercana a los 100 °C y a demás es marcada una pérdida importante de peso

alrededor de los 260 °C que corresponde a la descomposición del HDTMA adsorbido en

la bentonita.

La cantidad de agua adsorbida disminuyó cuando la bentonita se modificó con el

surfactante, lo que indica que la naturaleza hidrofílica de la bentonita cambió al ser

modificada con el HDTMA y la naturaleza del nuevo adsorbente es hidrofóbica.

4.2.8 Potencial zeta

El potencial zeta es un reflejo del potencial de superficie, para poder ver el efecto que el

pH tiene sobre la bentonita y la bentonita modificada con HDTMA, se hicieron pruebas

a distintas valores de pH desde 4 hasta 10.

En la Figura 4.10 se pueden observar que las mediciones correspondientes a la bentonita

natural indican que la carga superficial se mantuvo negativa a lo largo de todos los

niveles de medición, en tanto que, para la bentonita modificada con HDTMA es

siempre positiva en el intervalo de pH estudiado; Quiroz [23] registró que para

clinoptilolita modificada con HDTMA de pH 3 a 10 la carga exhibida fue positiva

también.

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Figura 4.8 Termograma de la bentonita natural.

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Figura 4.9 Termograma de la bentonita modificada con HDTMA.

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Figura 4.10 Efecto del pH en el potencial zeta de la bentonita

y la bentonita modificada con HDTMA.

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4.3 Adsorción de trihalometanos sobre organobentonita

A continuación se presentan los resultados experimentales de la adsorción de THMs

sobre bentonita modificada con HDTMA a 25, 30 y 35 °C, discutiendo el efecto de la

temperatura sobre la adsorción y los calores isostéricos de adsorción.

4.3.1 Correlación de los datos experimentales de las isotermas de

adsorción

Los datos experimentales de equilibrio fueron tratados por 3 modelos de adsorción a las

tres temperaturas de experimentación 25, 30 y 35 °C; en la Tabla 4.3 son mostrados los

valores de los factores de correlación para: Langmuir que van de 0.577 a 0.993,

Freundlich de 0.729 a 0.976 y Temkin desde 0.948 hasta 0.993.

Tomando en cuenta estos resultados se seleccionó el modelo de Temkin para la

representación de los datos experimentales correspondientes a la adsorción de los

THMs sobre bentonita modificada con HDTMA. En las Figuras 4.11 a 4.15 se

presentan las gráficas correspondientes para resultados obtenidos a las distintas

temperaturas de trabajo.

4.3.2 Efecto de la temperatura sobre la adsorción

En todos los resultados obtenidos del equilibrio de adsorción, puede apreciarse un

efecto de aumento en la capacidad de adsorción para cada compuesto sobre la bentonita

modificada con HDTMA. Se pueden observar ligeras diferencias en la capacidad de

adsorción para cada uno de los compuestos y THMs totales.

En la Tabla 4.4 se enlistan los valores de correlación para cada compuesto a los tres

niveles de experimentación para adsorción para 25 °C los valores van de 0.948 a 0.993

tanto que a 30 °C 0.953 hasta 0.987 y finalmente a 35 °C 0.948 a 0.976.

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Tabla 4.3 Factores de correlación (r2) correspondientes a los modelos de Langmuir,

Freundlich y Temkin para cloroformo (CF), diclorobromometano (DCBM),

clorodibromometano (CDBM) y bromoformo (BF) a 25, 30 y 35 °C.

Temperatura Modelo CF DCBM CDBM BF Promedio

Langmuir 0.8500 0.8522 0.9499 0.9934 0.9113

25°C Freundlich 0.9219 0.8220 0.8360 0.9117 0.8729

Temkin 0.9906 0.9844 0.9933 0.9482 0.9791

Langmuir 0.8962 0.8061 0.7968 0.9588 0.8645

30°C Freundlich 0.8995 0.9219 0.7941 0.8202 0.8589

Temkin 0.9779 0.9530 0.9877 0.9833 0.9755

Langmuir 0.5777 0.9834 0.9183 0.9862 0.8664

35°C Freundlich 0.7296 0.9232 0.9608 0.9763 0.8975

Temkin 0.9621 0.9766 0.9530 0.9481 0.9600

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Figura 4.11 Isoterma de Temkin para la adsorción de cloroformo

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

30

60

90

120

150

180

25 ºC 30 ºC 35 ºC

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Figura 4.12 Isoterma de Temkin para la adsorción de diclorobromometano

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (μ

g/g)

0

30

60

90

120

150

180

25 ºC30 ºC35 ºC

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Figura 4.13 Isoterma de Temkin para la adsorción de clorodibromometano

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

30

60

90

120

150

180

25 ºC 30 ºC35 ºC

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Figura 4.14 Isoterma Temkin para la adsorción de bromoformo

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

30

60

90

120

150

180

25 ºC30 ºC35 ºC

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Figura 4.15 Isoterma de Temkin para la adsorción de trihalometanos

totales sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5

q (μ

g/g)

0

80

160

240

320

400

480

560

640

25 ºC30 ºC35 ºC

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Tabla 4.4 Factores de correlación (r2) para el ajuste de los datos de adsorción de

THMs sobre bentonita modificada con HDTMA con el modelo de Temkin.

Compuesto Temperatura

25°C 30°C 35°C

Cloroformo

Diclorobromometano

Clorodibromometano

Bromoformo

THMs Totales

0.990

0.984

0.993

0.948

0.990

0.977

0.953

0.987

0.983

0.991

0.962

0.976

0.953

0.948

0.993

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En la Tabla 4.5 se muestran los valores obtenidos para cada una de las constantes del

modelo de adsorción de Temkin para los trihalometanos de manera individual y para

los THMs totales a las diferentes temperaturas de experimentación y a pH natural de

6.8.

4.3.2.1 Determinación del calor isostérico de adsorción

De los resultados de adsorción para bajas concentraciones y para fines comparativos,

fueron seleccionadas tres distintos grados de recubrimiento de 20, 30 y 40 μg/g.

A continuación se presentan las gráficas de LnC contra 1/T de las isotermas a tres

distintas temperaturas, con el objetivo de conocer la pendiente de la línea generada y

obtener el calor isostérico de adsorción.

En las Figuras 4.16 a 4.19 se puede observar el comportamiento presentado por cada

uno de los THMs al aumentar los distintos grados de recubrimiento a los que ha sido

medido el calor isostérico de adsorción.

En la Tabla 4.6 se muestran los valores calculados para cada compuesto a 20, 30 y 40

μg/g exhibiendo la tendencia a disminuir conforme se va aumentando el grado de

recubrimiento.

Los valores obtenidos son muy cercanos al rango de calores de adsorción que se

manejan para el tipo de adsorción química o quimisorción.

4.3.3 Efecto del pH en la adsorción de THMs

En las Figuras 4.20 a 4.23 se presentan las isotermas de adsorción obtenidas a tres

niveles distintos de pH: 6.8 (natural), 8 y 5. El efecto que tuvo el cambio de pH sobre la

adsorción fue desfavorable, ya que la adsorción fue mucho menor que teniendo al

adsorbente en solución a condiciones normales de experimentación.

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Tabla 4.5 Constantes calculadas de los datos de adsorción del modelo de Temkin

de THMs sobre bentonita modificada con HDTMA.

Compuesto Temperatura c1 c2x10-3

25°C 49.057 5.682

Cloroformo 30°C 49.399 9.117

35°C 45.919 19.031

25°C 46.910 3.896

Diclorobromometano 30°C 43.974 5.246

35°C 41.531 9.272

25°C 49.962 5.455

Clorodibromometano 30°C 53.908 7.319

35°C 50.184 13.820

25°C 36.055 4.186

Bromoformo 30°C 40.172 5.586

35°C 52.943 7.227

25°C 183.642 1.160

THMs Totales 30°C 185.763 1.663

35°C 192.815 2.700

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Figura 4.16 Gráfica Ln(C) vs 1/T para cloroformo sobre bentonita modificada con

HDTMA para grados de recubrimiento de: 20, 30 y 40 μg/g.

1/Tx103

3.24 3.26 3.28 3.30 3.32 3.34 3.36

Ln

(C

)

4.5

4.8

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3

6.6

α = 20α = 30α = 40

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Figura 4.17 Gráfica Ln(C) vs 1/T para diclorobromometano sobre bentonita modificada

con HDTMA para grados de recubrimiento de: 20, 30 y 40 μg/g.

1/Tx103

3.24 3.26 3.28 3.30 3.32 3.34 3.36

Ln

(C

)

4.5

4.8

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3

6.6

α = 20α = 30α = 40

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Figura 4.18 Gráfica Ln(C) vs 1/T para clorodibromometano sobre bentonita modificada

con HDTMA para grados de recubrimiento de: 20, 30 y 40 μg/g.

1/Tx103

3.24 3.26 3.28 3.30 3.32 3.34 3.36

Ln

(C

)

4 .5

4.8

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3

6.6

α = 20α = 30α = 40

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Figura 4.19 Gráfica Ln(C) vs 1/T para bromoformo sobre bentonita modificada con

HDTMA para grados de recubrimiento de: 20, 30 y 40 μg/g.

1/Tx103

3.24 3.26 3.28 3.30 3.32 3.34 3.36

Ln

(C

)

4.5

4.8

5.1

5.4

5.7

6.0

6.3

6.6

α = 20α = 30α = 40

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Tabla 4.6 Calor de adsorción (kJ/mol) a distintos grados de recubrimiento de THMs

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Compuesto Recubrimiento (μg/g)

20 30 40

Cloroformo

Diclorobromometano

Clorodibromometano

Bromoformo

82.559

75.064

81.199

92.069

79.681

71.499

73.606

95.777

69.897

55.114

84.013

92.069

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Figura 4.20 Efecto del pH sobre la adsorción de cloroformo sobre

bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

pH =5 pH =8 pH =6.8

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Figura 4.21 Efecto del pH sobre la adsorción de diclorobromometano

adsorbido sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (μ

g/g)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

pH=5pH=8pH=6.8

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Figura 4.22 Efecto del pH sobre la adsorción de clorodibromometano

adsorbido sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

pH=5pH=8 pH=6.8

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Figura 4.23 Efecto del pH sobre la adsorción de bromoformo

adsorbido sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (C)

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

q (

μ g/g

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

pH=5pH=8pH=6.8

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El fenómeno observado puede ser debido a que exista una competencia de los sitios

activos del adsorbente, por los compuestos que conforman los buffers, ocurriendo una

desprotonación de la superficie de la bentonita cargada con el HDTMA.

Se puede apreciar claramente que la variación en el pH de la solución refleja un efecto

desfavorable sobre la adsorción ya que las capacidades adsortivas fueron menores,

inclusive por debajo de la experimentada en medio natural; siendo para pHs básicos

todavía más reducida la adsorción que para pHs ácidos.

4.3.4 Determinación de la Cinética de Adsorción

Se ha demostrado que aproximadamente el número de publicaciones que se refieren a

otros modelos como la cinética el modelo de pseudo-primer orden, intrapartícula (IPD) y

la ecuación Elovich son cerca de un tercio de los que el modelo de PSO.

De ellos, algunos mostraron que el modelo de PSO encajaba con sus datos

experimentales y que inclusive el modelo PSO es más adecuado que el modelo de

pseudo-primer orden, modelo IPD y la ecuación de Elovich para este propósito.

Para la evaluación de la cinética de adsorción se emplearon la ecuación de Elovich y el

modelo de pseudo-segundo orden, este último, que ha sido aplicado en sistemas de

adsorción en fase líquida.

A continuación, se observarán los gráficos que resumen el análisis cinético para los

datos experimentales, el comportamiento observado para cada unos de los THMs

durante el tiempo de muestreo que fue monitorear durante la primera hora cada 15 min,

y finalizada la primera hora de experimentación se midió a las 2, 4, 8 y 12 h.

De las primeras 4 gráficas (Figuras 4.24 a 4.27) se muestran los valores de q vs Lnt que

corresponden a la representación gráfica de la ecuación de Elovich donde los valores de

correlación obtenidos fueron: cloroformo 0.960, diclorobrometano 0.923,

clorodibromometano 0.940 y Bromoformo 0.942.

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Figura 4.24 Gráfico de Elovich para la adsorción de cloroformo sobre

bentonita modificada con HDTMA.

Ln (t)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

q (

μ g/g

)

12

18

24

30

36

42

48

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Figura 4.25 Gráfico de Elovich para la adsorción de diclorobromometano sobre

bentonita modificada con HDTMA.

Ln (t)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

q (

μ g/g

)

12

18

24

30

36

42

48

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Figura 4.26 Gráfico de Elovich para la adsorción de clorodibromometano

sobre bentonita modificada con HDTMA.

Ln (t)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

q (

μ g/g

)

12

18

24

30

36

42

48

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4.27 Gráfico de Elovich para la adsorción de bromoformo sobre

bentonita modificada con HDTMA.

Ln (t)

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

q (

μ g/g

)

12

18

24

30

36

42

48

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Posteriormente, en la Tabla 4.7 el condensado de los parámetros obtenidos de dicha

ecuación, donde los valores de α oscilan entre 0.203 y 0.417 y los de β entre 30.336

hasta 10,095.244.

Finalmente de las Figuras 4.28 a 4.31 se observan las representaciones gráficas del

modelo cinético de PSO para cada compuesto y en la Tabla 4.5 se muestran en resumen

los parámetros del modelo y las capacidades de adsorción en el equilibrio de 27.47 a

44.64 μg/g, mientras que Quiroz [23] obtuvo capacidades máximas del orden de 8 a 10

μg/g para THMs adsorbidos sobre clinoptilolita modificada con HDTMA.

De la aplicación de los dos modelos utilizados para describir la cinética de adsorción,

mediante el modelo de pseudo-segundo orden resultaron valores de correlación de 0.991

a 0.999, mientras que con la ecuación de Elovich se obtuvieron de 0.923 a 0.960; por lo

que el mejor ajuste de los datos experimentales lo representa el modelo de PSO.

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Tabla 4.7 Parámetros cinéticos de la ecuación de Elovich.

Compuesto β α r2

Cloroformo 0.256 30.336 0.960

Diclorobromometano 0.304 427.827 0.923

Clorodibromometano 0.203

287.373 0.940

Bromoformo 0.417

10,095.244

0.942

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Figura 4.28 Gráfico de pseudo segundo orden para la adsorción de cloroformo

sobre bentonita modificada con HDTMA.

t (h)

0 2 4 6 8 10 12

t/q

(h

g/μ

g)

0 .0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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Figura 4.29 Gráfico de pseudo segundo orden para la adsorción de

diclorobromometano sobre bentonita modificada con HDTMA.

t (h)

0 2 4 6 8 10 12

t/q

(h

g/μ

g)

0 .0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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Figura 4.30 Gráfico de pseudo segundo orden para la adsorción de clorodibromometano

sobre bentonita modificada con HDTMA.

t (h)

0 2 4 6 8 10 12

t/q

(h

g/μ

g)

0 .0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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Figura 4.31 Gráfico de pseudo segundo orden para la adsorción de bromoformo sobre

bentonita modificada con HDTMA.

t (h)

0 2 4 6 8 10 12

t/q

(h

g/μ

g)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

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Tabla 4.8 Parámetros de modelo cinético de pseudo segundo orden para la adsorción de

THMs sobre bentonita modificada con HDTMA.

Compuesto qe

(μg/g)

k2 x10-4

(g/μg min) r2

Cloroformo 27.472 8.302 0.993

Diclorobromometano 32.362 15.013 0.997

Clorodibromometano 44.642 7.272 0.991

Bromoformo 31.446 24.710 0.999